(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴルフボールの最外層としてウレタンカバーを成形するための金型であって、この金型は、
分離可能に接合する少なくとも２つの割型であって、ウレタンカバーを成形するためのキャビティが、これら割型の接合によりその内部に形成される割型と、
ゴルフボールのディンプルを成形するために、前記割型のキャビティ表面に形成されている突起部と、
前記割型のキャビティ表面を覆い、前記ウレタンカバーの原料と接触する複合めっき皮膜であって、この複合めっき皮膜は、ニッケル系マトリクス中にフッ素樹脂粒子が分散したものであり、この複合めっき皮膜中のフッ素樹脂粒子の配合割合が２５〜５０容積％であり、この複合めっき皮膜で形成したキャビティ壁面の硬度が、ビッカース硬度（２５ｇ）で、２００〜４００であり、この複合めっき皮膜で形成したキャビティ壁面の水に対する接触角が、９５〜１２０度である複合めっき皮膜と
を含む金型。
【請求項２】
前記割型の基材がプリハードン鋼で形成されている請求項１に記載の金型。
【請求項３】
成形されるウレタンカバーが、０．２ｍｍから３ｍｍの厚さである請求項１又は２に記載の金型。
【請求項４】
キャビティ内でゴルフボールの芯材を支持するサポートピンを更に含み、前記サポートピンの表面も、前記複合めっき皮膜が覆われている請求項１〜３のいずれか一項に記載の金型。
【請求項５】
前記金型のキャビティ表面に占める前記ディンプル形成用突起部の表面の割合が、少なくとも７０％である請求項１〜４のいずれか一項に記載の金型。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の金型を用いて、ゴルフボールの最外層としてショアＤ硬度が３０〜５０であるウレタンカバーを成形する工程を含む、ゴルフボールを製造する方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の金型を用いて成形されるウレタンカバーを、ゴルフボールの最外層として備えるゴルフボールであって、前記ウレタンカバーのショアＤ硬度が３０〜５０であるゴルフボール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴルフボールの最外層としてウレタンカバーを成形するための金型に関するとともに、この金型を用いてゴルフボールを製造する方法、およびこの金型を用いて製造されるゴルフボールに関する。
【０００２】
従来、ゴルフボールの最外層となるカバー層を成形する金型として、特開平０５−３１８４９１号公報や特開平０９−３００３６１号公報には、金型内部のキャビティ表面にフッ素樹脂皮膜を形成することで、成形したゴルフボールの離型性を改善することができる旨が開示されている。
【０００３】
しかしながら、フッ素樹脂皮膜の形成は、金型のキャビティ表面にフッ素樹脂を直接塗布することによって行われているため、皮膜が厚くなってしまい、精密なディンプルを有するゴルフボールの成形用金型には不向きである。また、金型には、キャビティ内でゴルフボールの芯材を支持するためのサポートピンが設けられているが、このピンを金型内に収納またはキャビティ側に押し出す際に、金型のキャビティ表面とピン側面とでカジリが発生し、カバー層に脱型不良が生じることが多く、また、ピンや金型の耐用期間が短くなることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−３１８４９１号公報
【特許文献２】特開平０９−３００３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そのため、金型に対するピンの滑り性を適切に保つために、キャビティ表面には硬質クロムメッキ皮膜を形成し、サポートピン表面にはニッケルメッキ皮膜を形成することが考えられる。しかしながら、硬質クロムメッキでは、カバー層に、柔らかい材料であるウレタン材料を用いた場合、金型の離型性や材料との濡れ性が十分ではなく、ピン突き不良（脱型時にピンが当たることで、ボール表面上のディンプルが変形してしまう不良）や材料の充填不良のあるゴルフボールが発生し得るという問題がある。
【０００６】
本発明は、カバー層にウレタン材料を用いた場合の金型の離型性および材料との濡れ性を改善することができるとともに、精密なディンプルを成形することができるゴルフボール成形用金型を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、ピン突き不良や材料の充填不良の発生を防ぐことができるゴルフボールの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
さらに、本発明は、ピン突き不良や材料の充填不良のないゴルフボールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、その一態様として、ゴルフボールの最外層としてウレタンカバーを成形するための金型であって、この金型は、分離可能に接合する少なくとも２つの割型であって、ウレタンカバーを成形するためのキャビティが、これら割型の接合によりその内部に形成される割型と、ゴルフボールのディンプルを成形するために、前記割型のキャビティ表面に形成されている突起部と、前記割型のキャビティ表面を覆い、前記ウレタンカバーの原料と接触する複合めっき皮膜であって、ニッケル系マトリクス中にフッ素樹脂粒子が分散したものである複合めっき皮膜とを含むものである。
【００１０】
前記割型の基材は、プリハードン鋼で形成することができる。前記金型は、キャビティ内でゴルフボールの芯材を支持するサポートピンを更に含むことができる。このサポートピンの表面も、前記複合めっき皮膜で覆うことができる。前記金型で成形されるウレタンカバーは、０．２ｍｍから３ｍｍの厚さとすることができる。前記金型のキャビティ表面に占める前記ディンプル形成用突起部の表面の割合は、少なくとも７０％とすることができる。
【００１１】
本発明は、別の態様として、ゴルフボールを製造する方法であって、前記金型を用いて、ゴルフボールの最外層としてウレタンカバーを成形する工程を含むものである。
【００１２】
本発明は、また別の態様として、ゴルフボールであって、前記金型を用いて成形されるウレタンカバーを、ゴルフボールの最外層として備えるものである。
【発明の効果】
【００１３】
このように本発明によれば、ゴルフボール成形用金型のキャビティ表面を、ニッケル系マトリクス中にフッ素樹脂粒子が分散した複合めっき皮膜で覆うことによって、この複合めっき皮膜がウレタンカバーの原料と接触することとなるので、金型の離型性および材料との濡れ性が改善するとともに、精密なディンプルを成形することができる。また、この金型を用いたゴルフボールの製造方法によれば、ピン突き不良や材料の充填不良の発生を防ぐことができ、ピン突き不良や材料の充填不良のないゴルフボールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係るゴルフボール成形用金型の断面図である。
【図２】図１の金型のキャビティ表面部分を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。具体例として、所定の金型を用いて、ゴルフボールの芯材の周囲に、射出成形法によりゴルフボールの最外層となるウレタンカバーを成形してツーピースソリッドゴルフボールを製造する場合を説明する。なお、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、スリーピースソリッドゴルフボール等のその他のゴルフボールの製造にも適用できる。
【００１６】
先ず、本発明に係るウレタンカバー成形用金型について説明する。図１に示すように、本発明の一実施の形態である金型１は、上型２と下型３との２つの割型を備えている。上型２と下型３とを分離可能に接合することにより、内部に球状のキャビティ４が形成される。
【００１７】
金型１のキャビティ壁面７には、ゴルフボールの表面、すなわちウレタンカバーの表面に、ディンプルを型付けするための突起部（図示省略）が多数設けられている。上型２及び下型３の分割面ＰＬは、キャビティの赤道に対応する位置となる。キャビティ壁面７には、キャビティ４の北極点及び南極点の位置に、金型１の分割面ＰＬと直交する方向に延びる、ガス抜き用のガスベントピン収容孔９が設けられている。このガスベントピン収容孔には、進退可能にガスベントピン１０が収容されている。
【００１８】
また、キャビティ壁面７には、ガスベントピン収容孔９と平行して延びる、サポートピン収容孔１９が複数設けられている。これらサポートピン収容孔１９の各々には、ゴルフボールの芯材５を支持するためのサポートピン６が進退可能に配設されている。これらサポートピン６をキャビティ４内に進出させることにより、予め別工程で成形した芯材５をキャビティ４の中心部に保持することができる。なお、サポートピンの本数及び配置は、特に限定されず、芯材５を安定して支持するできる本数及び配置でよい。
【００１９】
金型１には、キャビティ４の赤道をとりまくように、リング状のランナー１２が設けられている。キャビティ４内に開口する成形材料注入ゲート１３が、このリング状のランナー１２の内周部に周方向に沿って等間隔に複数箇所設けられている。また、ランナー１２の周上には、分割面ＰＬと直交する方向に昇降可能なエジェクターピン１４とその収容孔１５が複数箇所設けられている。
【００２０】
キャビティ壁面７の拡大断面図である図２に示すように、金型１のキャビティ壁面７には、上型２や下型３の基材２３のキャビティ表面を覆うように、複合めっき皮膜２０が形成されている。複合めっき皮膜２０は、ニッケル系マトリクス２１中にフッ素樹脂粒子２２が分散したものである。
【００２１】
割型の基材２３としては、めっき可能な金属であれば特に限定されないが、例えば、炭素鋼、ベリリウム−銅合金、ステンレス鋼、銅等の通常の金属素材で形成された金型を用いることができる。これらの中でも、予め熱処理されているプリハードン鋼を用いることが好ましい。プリハードン鋼は、加工性に優れるとともに、後から熱処理をする必要がないため複雑なディンプル形状を精度よく作ることができる。
【００２２】
ニッケル系マトリックス２１としては、ニッケルを主材としたものであれば特に限定されないが、例えば、ニッケル−リン合金、ニッケル−銅−リン合金、ニッケル−ボロン合金、コバルト−ニッケル合金、ニッケル−モリブデン−リン合金等のニッケルと他の金属や物質との合金を用いることができる。
【００２３】
ニッケル系マトリックス２１中に分散されるフッ素樹脂粒子２２としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粒子、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）粒子、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）粒子、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）粒子等を用いることができ、これらの中でも、ＰＴＦＥ粒子、ＦＥＰ粒子が特に好ましい。フッ素樹脂粒子２２の粒子径は、特に限定されないが、０．０５μｍ以上が好ましく、０．５μｍ以上がより好ましい。また、フッ素樹脂粒子２２の粒子径は、３μｍ以下が好ましく、２μｍ以下がより好ましい。
【００２４】
ニッケル系マトリックス２１中にフッ素樹脂粒子２２が分散した複合めっき皮膜２０は、例えば、ニッケル系マトリックス２１のめっき液中にフッ素樹脂粒子２２を分散させ、これを撹拌しながら、基材２３表面上にめっきを行う方法によって、形成することができる。めっき法は、例えば、電気めっき法又は無電解めっき法を採用することができるが、特に均一な皮膜が得られることから、無電解めっき法を採用することが好ましい。
【００２５】
複合めっき皮膜２０の厚さは、特に制限されないが、この複合めっき皮膜２０は、非常に薄く形成することができるとともに、薄くても十分な耐久性、並びにウレタン材料との離型性および濡れ性を発揮することから、２０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以下がより好ましい。一方、複合めっき皮膜２０の厚さの下限は、１μｍ以上が好ましく、２μｍ以上がより好ましい。
【００２６】
複合めっき皮膜２０中のフッ素樹脂粒子２２の配合割合は、特に制限されないが、５容積％以上が好ましく、２５容積％以上がより好ましい。一方、十分な強度を有する複合めっき皮膜２０を得るため、フッ素樹脂粒子２２の配合割合は、５０容積％以下が好ましく、４０容積％以下がより好ましい。
【００２７】
複合めっき皮膜２０は、めっき法により形成した後、基材２３との密着性を向上するために、熱処理を行うことが好ましい。熱処理の温度は、フッ素樹脂粒子２２の素材の種類や、粒子径、配合割合などに応じるため、これに限定されないが、３３０℃以上が好ましく、３５０℃以上がより好ましく、３９５℃以上がさらに好ましい。また、熱処理の温度は、５００℃以下が好ましく、４５０℃以下がより好ましく、４３０℃以下がさらに好ましい。
【００２８】
このような複合めっき皮膜２０を形成したキャビティ壁面７の硬度は、めっきの耐久性の向上および剥離防止のため、ビッカース硬度（２５ｇ）で、２００以上となるようにすることが好ましく、２８０以上となるようにすることがより好ましい。一方、キャビティ壁面７のＨｖ硬度の上限は、４００以下が好ましく、３２０以下が好ましい。
【００２９】
また、複合めっき皮膜２０を形成したキャビティ壁面７の水に対する接触角は、９５度以上が好ましく、１００度以上がより好ましい。また、この水に対する接触角は、１２０度以下が好ましく、１１５度以下が好ましい。このような範囲の接触角を有することで、ウレタンカバーの原料をキャビティ壁面７までに十分に充填することができる。
【００３０】
複合めっき皮膜２０は、図面には省略したが、もちろん、ディンプル形成用の突起部の表面にも形成される。本発明に係る複合めっき皮膜２０は、ウレタンカバーとの離型性が良いとともに、上述したように厚さを薄くできることから、精密なディンプルを成形することに優れている。一般に、ディンプルの表面占有率（ディンプルがないとしたゴルフボールの仮想球面の全表面積に対してディンプルが占める面積の総和）を高くすると、ゴルフボールの空気力学的な性能を向上させることができる。よって、ゴルフボールにおけるディンプルの表面占有率、すなわち、金型１におけるキャビティ表面における突起部の表面占有率を高くすることが好ましい。この表面占有率は、７０％以上が好ましく、８０％以上がより好ましく、８２％以上がさらに好ましい。一方、表面占有率の上限は、１００％未満が好ましい。
【００３１】
また、本発明に係る複合めっき皮膜２０は、上述したように、厚さが薄く、複雑な形状のディンプルを成形することに優れていることから、ディンプル成形用の突起部は、通常の円形ディンプル用の突起部の他、非円形ディンプル用の突起部とすることが好ましい。非円形ディンプルとは、ディンプルと陸部との境界線が、曲線部と直線部とからなる流線型の形状であるものをいう。非円形ディンプルは、ゴルフボールの空気力学的性能を向上させることができる。
【００３２】
複合めっき皮膜２０は、上述したキャビティ表面の他、サポートピン６、ベントピン１０及びエジェクターピン１４の表面にも、被覆することができる。従来、キャビティ表面には硬質クロムメッキが被覆され、これらサポートピン６、ベントピン１０、エジェクターピン１４の表面には、滑り性を適切に保つために、ニッケルメッキが被覆されていた。本発明によれば、このように複合めっき皮膜２０をキャビティ表面および各ピン表面に被覆することで、滑り性を改善し、金型とピンのカジリを防止し、カジリに起因するウレタンカバーの脱型不良を防ぐことができるとともに、金型の製造または再生時に、メッキにかける作業工数を減らすことができる。
【００３３】
さらに、複合めっき皮膜２０は、リング状ランナー１２の表面にも被覆することができる。このようにランナー１２の表面上に複合めっき皮膜２０を形成することによって、ウレタンカバーの原料を効率よくキャビティ４内に充填することができる。
【００３４】
以上の構成を備えた金型１を用いて、ゴルフボールの最外層であるウレタンカバーを成形する方法について説明する。先ず、図１に示すように、上型２と下型３との間にゴルフボールの芯材５を置いて、上型２と下型３を接合し、キャビティ４を形成する。芯材５をサポートピン６によってキャビティの中心部に支持する。次いで、ウレタンカバーの原料を、成形材料注入ゲート１３を通じて、キャビティ４内に注入する。ウレタンカバーの原料は、芯材５とキャビティ壁面７との間の空隙部を流れ、キャビティ４の北極点および南極点で合流し、芯材５の表面全面にウレタンカバーの原料が被覆される。
【００３５】
ウレタンカバーの原料としては、射出成形が可能なウレタン材料を主剤としたものであれば特に限定されないが、材料の再利用がしやすいこと及び射出成形に適していることから、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーが特に好ましい。本発明では、キャビティ壁面７に複合めっき皮膜２０が形成されているため、ウレタンカバーの原料との濡れ性が改善されており、芯材５とキャビティ壁面７との間で、原料の充填不良が発生するのを防ぐことができる。
【００３６】
本発明に係る複合めっき皮膜２０は、ウレタン材料との離型性および濡れ性に優れていることから、硬度が低い、すなわち軟らかいウレタンカバーを成形することができる。ウレタンカバーの原料としては、ウレタンカバーの硬度が、ショアＤ硬度で、６０以下となるものがより好ましく、５０以下となるものがさらに好ましい。一方、ウレタンカバーのショアＤ硬度の下限は、３０が好ましく、３５がより好ましい。
【００３７】
また、本発明に係る複合めっき皮膜２０は、ウレタン材料との離型性および濡れ性に優れていることから、薄い層厚を有するウレタンカバーを成形することもできる。ゴルフボールの最外層として成形されるウレタンカバーの層厚は、３ｍｍ以下が好ましく、２ｍｍ以下がより好ましく、１．５ｍｍ以下がさらに好ましい。一方、ウレタンカバーの層厚の下限は、０．２ｍｍが好ましい。
【００３８】
ウレタンカバーの原料をキャビティ４内に注入する際、芯材５とキャビティ壁面７との隙間に存在する空気と、原料に混じって放出される揮発成分等のガスは、ガスベントピン１０とガスベントピン収容孔９との間隙を通じて金型１の外へと排出される。また、これら空気及びガスは、サポートピン６とサポートピン収容孔１９との間隙を通じても金型１の外へ排出される。
【００３９】
サポートピン６は、ウレタンカバーの原料がキャビティ４内に充填されると同時に又は直前に、サポートピン６の先端がキャビティ壁面７の位置まで後退するように移動する。特に、サポートピン６の表面にも複合めっき皮膜２０を形成することで、サポートピン６がサポートピン収容孔１９内に滑らかに収納され、サポートピン６のカジリによる成形不良を防ぐことができる。なお、ディンプルの表面占有率を向上させるために、サポートピン６及びガスベントピン１０の先端が、ディンプル成形用の突起部となるような形状に加工されていることが好ましい。
【００４０】
このようにして芯材５がウレタンカバーの原料で覆われ、複数のディンプルが表面に形成されたゴルフボールが製造される。ウレタンカバーの成形が完了したら、エジェクターピン１４を作動させ、上型１と下型２とを分離し、ゴルフボールを金型１から取り出す。この際、キャビティ壁面７が複合めっき皮膜２０で覆われているため、ウレタンカバーとの離型性が良く、ピン突き不良を生じずに、容易にゴルフボールを離型することができる。そのため、脱型の際に要するエアブロー圧を下げることができ、成形機を小型化することも可能である。なお、ゴルフボールの脱型を容易に行うために、サポートピン６をゴルフボール側に若干押し出してもよい。
【００４１】
なお、複合めっき皮膜２０は、金型１を多数回使用することにより、フッ素樹脂粒子２２の含有量が減少してきたり、皮膜厚が薄くなることがある。その場合、キャビティ壁面７を、水酸化ナトリウム系の強アルカリ溶液または硝酸により洗浄することで、複合めっき皮膜２０を除去することができる。そして、基材２３のキャビティ表面に再び複合メッキ皮膜２０を形成することで、金型１を再生し、再利用することができる。
【００４２】
本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は、このような実施の形態に限定されるのではなく、当業者にとって明らかな変更、修正は、全て本発明の技術的範囲に含まれる。例えば、キャビティ４内に予め準備する芯材５としては、ゴルフボールのコアであるゴム弾性体の他、コアを中間層で覆った中間層形成体であっても、同様の効果を得ることができる。中間層は、コアと同質の材料であっても、ウレタンカバーと同質の材料であってもよい。
【実施例】
【００４３】
ニッケル系マトリクス中にフッ素樹脂粒子が分散した複合めっき被膜を、キャビティ表面およびサポートピン表面に形成した金型を用いて、芯材上にウレタンカバーを成形した後、脱型し、ゴルフボールを製造する試験を行った。なお、ニッケル系マトリクスとしては、ニッケル−リン合金を用い、フッ素樹脂粒子としては、粒子径が０．１〜０．３μｍであるＰＴＦＥ粒子を用いた。フッ素樹脂粒子の配合割合は、３０容積％とした。複合めっき被膜は、キャビティ表面に５μｍ±３μｍの厚さで形成した。
【００４４】
成形するウレタンカバーの原料としては、ショアＤ硬度が４０と軟らかい材料を用いた。また、ウレタンカバーの層厚は０．５ｍｍとなるように成形した。脱型は、ウレタンカバーが依然として柔らかい状態にある２３３℃の温度の下で行った。試験は８回行い、脱型する際に生じるピン突き不良が、ウレタンカバー表面に存在するか否かを目視で確認した。その結果を表１に示す。なお、比較のため、キャビティ表面およびサポートピン表面を従来のメッキ膜でそれぞれ覆った金型を用いて同様の試験を行った。
【００４５】
【表１】
0005599274.tif 000002
【００４６】
表１に示すように、キャビティ表面およびサポートピン表面を複合めっき被膜で覆った金型を用いた実施例では、ショアＤ硬度が４０と軟らかいウレタンカバーでも、金型の離型性および濡れ性が良好であり、またピンの滑り性も良好であるため、ピン突き不良が発生したゴルフボールはなかった。一方、キャビティ表面を電解硬質クロムメッキ膜で覆い、サポートピン表面を無電解ニッケルメッキ膜で覆った金型を用いた比較例では、８個中６個のゴルフボールで、ピン突き不良が発生した。
【符号の説明】
【００４７】
１  金型
２  上型
３  下型
４  キャビティ
５  芯材
６  サポートピン
７  キャビティ壁面
９  ガスベントピン収容孔
１０  ガスベントピン
１２  ランナー
１３  成形材料注入ゲート
１４  エジェクターピン
１５  エジェクターピン収容孔
１９  サポートピン収容孔
２０  複合めっき皮膜
２１  ニッケル系マトリックス
２２  フッ素樹脂粒子
２３  基材
【図１】
0005599274.tif 000003
【図２】
0005599274.tif 000004